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申请/专利权人：郑州航空工业管理学院;天筑科技股份有限公司
摘要：本发明提供了一种空地协同的无人机规划导航方法及系统，具体涉及无人机技术领域。该方法针对特定区域内的巡逻任务，同时规划多个无人机和巡逻车辆的路径导航，以实现最优的巡逻效果。通过采用多目标遗传算法，结合最小化各载具执行任务的耗时，增强无人机与巡逻车辆之间的协同性，以及最大化巡逻覆盖范围的目标，对无人机和巡逻车辆的巡逻路径和导航控制进行了优化。本发明的实施，能够显著提升无人机和巡逻车巡逻的效率和覆盖度以及响应速度，对于智慧城市中的安全监控和管理具有重要的应用价值。
主权项：1.一种空地协同的无人机规划导航方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1.空地协同路径规划导航的初始化与建模：a.确定巡逻载具包括无人机、无人巡逻车和巡逻车的初始位置、巡逻区域内的目标点和任务要求；b.构建多目标遗传算法优化模型，所述优化目标为最小化巡逻路径总耗时，最小化巡逻车辆和无人机路径集合间的空间距离，以及最大化巡逻覆盖范围；S2.利用多目标遗传算法优化模型进行路径搜索：a.初始化种群，随机生成代表无人机、无人巡逻车和巡逻车的候选巡逻路径的染色体集合，并对每个染色体进行编码以确保路径的连续性和可达性；b.利用GPSIFF函数对染色体进行多目标适应度评估，识别Pareto最优解；c.执行迭代过程，包括选择高适应度染色体、进行交配和突变操作，以及执行修正机制，以维持种群多样性并逐步优化最优解集；d.迭代直至满足终止条件，达到预设迭代次数或最优解的质量标准，最终确定最优巡逻路径；S3.导航控制：基于最优巡逻路径进行无人机、无人巡逻车和巡逻车的最优协同巡逻路径提取和分解，将最优巡逻路径分解成多个子路径，并进行导航控制，无人机、无人巡逻车和巡逻车之间进行双向通信与实时环境感知，动态调整各自在路径中的导航方向。
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